DNAM-1 通过与真菌细胞壁蛋白酶直接结合介导 NK 细胞激活与宿主—病原体相互作用

我们的免疫哨兵如何发现无声的真菌入侵者

由曲霉和念珠菌引起的侵袭性真菌感染对免疫功能低下的人可能致命，但机体常能在这些微生物站稳脚跟之前将其清除。这项研究揭示了一种此前未知的机制：自然杀伤（NK）细胞——迅速反应的免疫哨兵——如何识别真菌丝并启动其武器库。研究通过确定 NK 细胞表面分子 DNAM-1 与名为 Sap10 的真菌酶之间的直接接触，阐明了免疫系统感知并应对危险真菌的途径。

威胁脆弱患者的真菌

对大多数健康人来说，吸入的真菌孢子会被无害地清除。但在免疫系统受损或正在重建的患者中，例如接受干细胞移植者，肺部的 Aspergillus fumigatus 和血液中的 Candida albicans 等真菌可能扩散并威胁生命。NK 细胞通过释放损伤真菌丝（称为菌丝）的毒性分子，以及分泌招募和激活其他免疫细胞的化学信号，参与对这些入侵者的防御。为了有效执行这些功能，NK 细胞必须识别面前的是真菌细胞而非人体细胞——这由其表面的特化受体完成。

一种警觉而稳定的受体

DNAM-1 以帮助 NK 细胞识别并攻击癌细胞闻名，但其在真菌感染中的作用此前未被探索。研究人员使用超分辨率显微镜绘制了 DNAM-1 在人 NK 细胞表面的分布。他们发现，在静止细胞中，DNAM-1 均匀分布在细胞表面，并且——与某些其他 NK 受体不同——即使在 NK 细胞与真菌菌丝接触时也保持广泛分布。另一种受体 NCAM-1 明显在与真菌的紧密接触区或免疫突触处聚集，而 DNAM-1 则没有。尽管外观平静，当研究组将纯化的 DNAM-1 蛋白应用于真菌菌丝时，它能直接与其细胞壁结合，这提示该受体即使不明显聚集也能感知特定的真菌成分。

寻找真菌的“握手”伙伴

为识别 DNAM-1 在真菌表面结合的对象，作者转而使用蛋白结构域的计算分析——蛋白质内重复出现的构建模块。他们扫描了 Candida albicans 和 Aspergillus fumigatus 的表面蛋白组，预测出数十种可能与 DNAM-1 相互作用的真菌蛋白。排名靠前的候选者中有几种分泌型天冬氨酸蛋白酶，这类酶帮助真菌重塑细胞壁并与宿主相互作用。其中一种在 Candida 中称为 Sap10 的蛋白尤为突出，因为它锚定于真菌表面、与毒力相关且可以作为纯化蛋白进行实验研究。结构建模表明 Sap10 可能与 DNAM-1 的外部区域形成紧密、广泛的接触，并且附着于 Sap10 的糖链会进一步稳定这一界面。

将结合转为 NK 细胞攻击程序的开启

实验证实了这一预测的握手。在一种改良的拉下（pull-down）实验中，荧光标记的 Sap10 仅在存在 DNAM-1 时被高效富集，表明二者具有高亲和力结合。荧光相关光谱学——一种追踪单分子运动的技术——显示 Sap10 与 DNAM-1 在溶液中共同运动，其比例与强且特异的配对一致。在完整细胞上，荧光 Sap10 包覆了正常人 NK 细胞的表面，但不会包覆缺失 DNAM-1 的改造 NK 细胞，也不会包覆无关的对照细胞，证明 DNAM-1 对 Sap10 附着于 NK 细胞膜是必需的。

从结合到增强的抗真菌防御

如果结合本身不改变 NK 细胞行为，那就意义有限。研究组因此用逐渐增加的纯化 Sap10 浓度处理 NK 细胞，并测定了经典的激活标志。随着 Sap10 剂量和暴露时间的增加，NK 细胞上调了早期激活标志 CD69，并释放了更多的穿孔素（perforin，一种形成孔洞以损伤靶细胞的分子）以及趋化因子 CCL3（招募更多免疫细胞）。当用特异性抗体阻断 DNAM-1 时，Sap10 引发的激活和分泌显著降低，表明这一反应在很大程度上依赖于 Sap10–DNAM-1 相互作用。在使用活真菌的平行实验中，阻断 DNAM-1 部分保护了 Candida 菌丝免受 NK 细胞损伤并提高了其存活率，证实 DNAM-1 对抗真菌杀伤具有实质性贡献。

这对抗真菌疾病意味着什么

这项工作揭示，DNAM-1 不仅是一个癌症感知受体，也是 NK 细胞上的重要真菌传感器。通过直接结合 Sap10 及相关的真菌表面蛋白酶，DNAM-1 帮助 NK 细胞识别真菌菌丝并启动直接杀伤机制与召集增援的化学警报。对于易发生侵袭性真菌感染的高危患者，理解这一分子层面的“握手”或能指导未来增强 NK 细胞功能或设计模拟/增强 DNAM-1 信号的治疗策略。简而言之，该研究展示了免疫细胞与真菌酶之间特定的“锁与钥匙”接触如何帮助机体及早发现危险真菌并发动更有效的防御。

引用: Natasha, F., Heilig, L., Helmerich, D.A. et al. DNAM-1 mediates NK-cell activation and host-pathogen interaction via direct binding to fungal cell wall proteases. Commun Biol 9, 537 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-10056-8

关键词: 自然杀伤细胞, 真菌感染, CD226 DNAM-1, Candida albicans Sap10, 先天免疫